Search

Recent advancements in materials science have shed light on the potential of exploring hierarchical assemblies of molecules on surfaces, driven by both fundamental and applicative challenges. This field encompasses diverse areas including molecular storage, drug delivery, catalysis, and nanoscale chemical reactions. In this context, the utilization of nanotube templates (NTs) has emerged as promising platforms for achieving advanced one-dimensional (1D) molecular assemblies. NTs offer cylindrical, crystalline structures with high aspect ratios, capable of hosting molecules both externally and internally (Mol@NT). Furthermore, NTs possess a wide array of available diameters, providing tunability for tailored assembly. This review underscores recent breakthroughs in the field of Mol@NT. The first part focuses on the diverse panorama of structural properties in Mol@NT synthesized in the last decade. The advances in understanding encapsulation, adsorption, and ordering mechanisms are detailed. In a second part, the review highlights the physical interactions and photophysics properties of Mol@NT obtained by the confinement of molecules and nanotubes in the van der Waals distance regime. The last part of the review describes potential applicative fields of these 1D heterostructures, providing specific examples in photovoltaics, luminescent materials, and bio-imaging. A conclusion gathers current challenges and perspectives of the field to foster discussion in related communities.

Il lavoro si inserisce in un programma di ricerca teso a mettere in evidenza alcuni fenomeni termodinamici di non equilibrio proibiti per ragioni di simmetria nei materiali normali, ma permessi nei materiali chirali. Questi fenomeni coinvolgono l’accoppiamento tra una forza termodinamica di tipo polare e un flusso di tipo assiale. La relativa costante di accoppiamento è quindi uno pseudo-scalare. Si tratta, in generale, di effetti molto deboli e difficili da rivelare, poiché il grado di chiralità dei materiali formati da molecole chirali è, in genere, molto piccolo. I cristalli liquidi colesterici, invece, possiedono una chiralità di tipo strutturale, che è molti ordini di grandezza più grande della chiralità di origine molecolare e sono quindi materiali ideali per l’osservazione sperimentale di tali effetti. Il più noto tra gli effetti termodinamici legati alla chiralità dei colesterici è l’effetto Lehman, che è l’oggetto di studio di questo lavoro. L’effetto consiste nella rotazione della struttura colesterica indotta dall’applicazione di un gradiente di temperatura o di un campo elettrostatico. Sebbene il fenomeno sia stato osservato al microscopio da Lehman fin dal 1900, ogni tentativo di misura quantitativa è finora fallito, per via di effetti concomitanti, come l’effetto flesso-elettrico, legati al difficile controllo della geometria sperimentale (usualmente micro-gocce di colesterico in ambiente isotropo). L’idea di base del lavoro è quello di utilizzare un fascio di luce focalizzato per creare la “gocciolina” colesterica in un ambiente nematico che abbia una simmetria cilindrica attorno alla direzione della velocità angolare di rotazione indotta. La luce svolge un ruolo puramente ausiliario, che permette, però, il controllo accurato della geometria del profilo colesterico, in modo da poter escludere gli effetti concorrenti.

We studied the dynamical effects induced in a homeotropic nematic film when a normally incident circularly polarized light beam with an elliptical intensity profile is used. A three dimensional dynamical model shows that, besides the spin, the orbital angular momentum of photons also plays a role in the reorientation process. Our measurements fairly reproduce the main dynamical features predicted by the model in the near threshold region. The model, however, does not work, as it is, at higher incident laser power where chaotic director rotation was reported [A. Vella, A. Setaro, B. Piccirillo, E. Santamato, Phys. Rev. E 67, 051704 (2003)].

We studied the dynamical effects induced in a homeotropic nematic film when a normally incident circularly polarized light beam with an elliptical intensity profile is used. A three dimensional dynamical model shows that, besides the spin, the orbital angular momentum of photons also plays a role in the reorientation process. Our measurements fairly reproduce the main dynamical features predicted by the model in the near threshold region. The model, however, does not work, as it is, at higher incident laser power where chaotic director rotation was reported [A. Vella, A. Setaro, B. Piccirillo, E. Santamato, Phys. Rev. E 67, 051704 (2003)].

Il lavoro si inserisce in un programma di ricerca teso a mettere in evidenza alcuni fenomeni termodinamici di non equilibrio proibiti per ragioni di simmetria nei materiali normali, ma permessi nei materiali chirali. Questi fenomeni coinvolgono l’accoppiamento tra una forza termodinamica di tipo polare e un flusso di tipo assiale. La relativa costante di accoppiamento è quindi uno pseudo-scalare. Si tratta, in generale, di effetti molto deboli e difficili da rivelare, poiché il grado di chiralità dei materiali formati da molecole chirali è, in genere, molto piccolo. I cristalli liquidi colesterici, invece, possiedono una chiralità di tipo strutturale, che è molti ordini di grandezza più grande della chiralità di origine molecolare e sono quindi materiali ideali per l’osservazione sperimentale di tali effetti. Il più noto tra gli effetti termodinamici legati alla chiralità dei colesterici è l’effetto Lehman, che è l’oggetto di studio di questo lavoro. L’effetto consiste nella rotazione della struttura colesterica indotta dall’applicazione di un gradiente di temperatura o di un campo elettrostatico. Sebbene il fenomeno sia stato osservato al microscopio da Lehman fin dal 1900, ogni tentativo di misura quantitativa è finora fallito, per via di effetti concomitanti, come l’effetto flesso-elettrico, legati al difficile controllo della geometria sperimentale (usualmente micro-gocce di colesterico in ambiente isotropo). L’idea di base del lavoro è quello di utilizzare un fascio di luce focalizzato per creare la “gocciolina” colesterica in un ambiente nematico che abbia una simmetria cilindrica attorno alla direzione della velocità angolare di rotazione indotta. La luce svolge un ruolo puramente ausiliario, che permette, però, il controllo accurato della geometria del profilo colesterico, in modo da poter escludere gli effetti concorrenti.

Il lavoro si inserisce in un programma di ricerca teso a mettere in evidenza alcuni fenomeni termodinamici di non equilibrio proibiti per ragioni di simmetria nei materiali normali, ma permessi nei materiali chirali. Questi fenomeni coinvolgono l’accoppiamento tra una forza termodinamica di tipo polare e un flusso di tipo assiale. La relativa costante di accoppiamento è quindi uno pseudo-scalare. Si tratta, in generale, di effetti molto deboli e difficili da rivelare, poiché il grado di chiralità dei materiali formati da molecole chirali è, in genere, molto piccolo. I cristalli liquidi colesterici, invece, possiedono una chiralità di tipo strutturale, che è molti ordini di grandezza più grande della chiralità di origine molecolare e sono quindi materiali ideali per l’osservazione sperimentale di tali effetti. Il più noto tra gli effetti termodinamici legati alla chiralità dei colesterici è l’effetto Lehman, che è l’oggetto di studio di questo lavoro. L’effetto consiste nella rotazione della struttura colesterica indotta dall’applicazione di un gradiente di temperatura o di un campo elettrostatico. Sebbene il fenomeno sia stato osservato al microscopio da Lehman fin dal 1900, ogni tentativo di misura quantitativa è finora fallito, per via di effetti concomitanti, come l’effetto flesso-elettrico, legati al difficile controllo della geometria sperimentale (usualmente micro-gocce di colesterico in ambiente isotropo). L’idea di base del lavoro è quello di utilizzare un fascio di luce focalizzato per creare la “gocciolina” colesterica in un ambiente nematico che abbia una simmetria cilindrica attorno alla direzione della velocità angolare di rotazione indotta. La luce svolge un ruolo puramente ausiliario, che permette, però, il controllo accurato della geometria del profilo colesterico, in modo da poter escludere gli effetti concorrenti.